JP2023524883A - System and method for high resolution negative 3D printer - Google Patents
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Abstract
【課題】高解像度で液体の重合性材料から固体の3次元物体を製作するためのシステム及び方法を提供する【解決手段】材料を非デジタル的にフィルム上に塗布し、余分な材料をデジタル的にレーザで除去して、印刷する層のネガ像を残し、その後で、製作している物体の既存部分とその像を係合させ、非デジタル式UV硬化光源に曝す。デジタル化の唯一の部分は材料除去であり、この部分はレーザで行われるため、印刷の速度及び製造プロセスの堅牢性は、従来の付加的な又は3Dの製作技法よりも大幅に改善される。【選択図】図2A system and method for fabricating solid three-dimensional objects from liquid polymeric materials at high resolution. laser ablation to leave a negative image of the layer to be printed, which is then brought into engagement with existing portions of the object being fabricated and exposed to a non-digital UV curing light source. Because the only part of the digitization is material removal, and this part is done with a laser, the speed of printing and robustness of the manufacturing process are vastly improved over conventional additive or 3D fabrication techniques. [Selection drawing] Fig. 2
Description
(関連出願の相互参照)
本出願は、2020年5月11日出願の米国特許仮出願第62/704446号に対する優先権を主張するものである。
(Cross reference to related applications)
This application claims priority to US Provisional Patent Application No. 62/704,446, filed May 11, 2020.
(技術分野)
本発明は、高解像度で液体の重合性材料から固体の3次元物体を製作するための方法及び装置に関する。
(Technical field)
The present invention relates to methods and apparatus for fabricating solid three-dimensional objects from liquid polymeric materials at high resolution.
従来の付加又は3次元製造技法では、3次元物体の造形は層ごとに行われる。層形成は、可視光又はUV光照射の作用下で光硬化性樹脂を固化させることによって行われる。2つの技法が知られており、一方は成長する物体の上面に新たな層を形成するもの、他方は、成長する物体の下面に新たな層を形成するものである。 In conventional additive or three-dimensional manufacturing techniques, building a three-dimensional object is done layer by layer. Layer formation is carried out by solidifying the photocurable resin under the action of visible or UV light irradiation. Two techniques are known, one for forming a new layer on the top surface of the growing object and the other for forming a new layer on the bottom surface of the growing object.
成長する物体の上面に新たな層を形成する場合には、各照射ステップの後、造形中の物体を樹脂「プール」の中に下降させ、新たな樹脂層を上面に塗布し、新たな照射ステップが行われる。このような技法の例は、Hullの米国特許第5236637号に提示されている。このような「トップダウン」技法の不利な点は、成長する物体を液体樹脂の深いプールに沈め、物体の次の層を形成する前に液体樹脂の正確な被覆層を再構成する必要があることである。 When forming a new layer on top of the growing object, after each irradiation step, the object being built is lowered into a resin "pool", a new layer of resin is applied to the top surface, and a new irradiation is applied. step is performed. Examples of such techniques are presented in Hull, US Pat. No. 5,236,637. A disadvantage of such "top-down" techniques is that the growing object must be submerged in a deep pool of liquid resin and the exact coating layer of liquid resin must be reconstructed before forming the next layer of the object. That is.
成長する物体の底部に新たな層を形成する場合には、各照射ステップの後、造形中の物体を製作ウェル内の底板から分離する必要がある。このような技法の例は、Hullの米国特許第5236637号に提示されている。このような「ボトムアップ」技法は、代わりに比較的浅いウェル又はプールから物体を持ち上げることによって、物体を沈める深いウェルを不要にする可能性を有するが、商業的に実施する場合に、このような「ボトムアップ」製作技法の問題は、固化層を底板から分離する時に、それらの間の物理的及び化学的相互作用のため、細心の注意を払わなければならず、付加的な機械要素を採用しなければならないということである。例えば、米国特許第7438846号では、弾性分離層を用いて、底部造形面における固化材料の「非破壊的」分離を達成する。 他の手法では、例えば米国特許第9636873号に示されるように、スライド式造形板を採用する。このような手法は、装置を複雑にし、方法を時間の掛かるものにし、及び/又は潜在的に製造物を歪ませる可能性のある機械的なステップを導入するものである。 When forming a new layer on the bottom of the growing object, it is necessary to separate the object being built from the bottom plate in the fabrication well after each irradiation step. Examples of such techniques are presented in Hull, US Pat. No. 5,236,637. Such "bottom-up" techniques have the potential to obviate the need for deep wells in which objects are submerged, by instead lifting objects from relatively shallow wells or pools, but such techniques are not commercially viable. A problem with conventional "bottom-up" fabrication techniques is that when separating the solidified layer from the bottom plate, due to the physical and chemical interactions between them, great care must be taken and no additional mechanical elements are required. It means that it must be adopted. For example, US Pat. No. 7,438,846 uses an elastic separation layer to achieve "non-destructive" separation of solidified material at the bottom build surface. Another approach employs a sliding build plate, for example, as shown in US Pat. No. 9,636,873. Such approaches complicate the apparatus, make the process time consuming, and/or introduce mechanical steps that can potentially distort the product.
3次元物体を製造するための連続プロセスは、米国特許第7892474号で「トップダウン」技法に関してかなり詳しく提案されており、現在までの最良の手法は、国際公開第2014/126837号により提供されている。そこでは、同じ重合性液体の第1及び第2の層又はゾーン間に界面が形成される。第1の層又はゾーン(「デッドゾーン」と呼ばれる場合もある)は、重合の抑制剤(少なくとも重合を抑制する量)を含み、第2の層又はゾーンでは、重合がもはや実質的に抑制されないところまで抑制剤が消耗している(或いは、さもなければそこに組み込まれていない又は浸透していない)。第1のゾーンと第2のゾーンは、互いの間に厳密な界面を形成するのではなく、むしろ、急峻な界面とは対照的にそれらの間に相間の形成とも見なすことのできる組成の勾配が存在し、それは、相が互いに混和性であり、さらにそれらの間に(製作されている3次元物体と、重合性液体が照射される造形面との間にも)、(部分的又は完全に重なる)重合の勾配を作り出すからである。 A continuous process for manufacturing three-dimensional objects has been proposed in considerable detail in terms of a “top-down” technique in US Pat. No. 7,892,474 and the best approach to date is provided by WO2014/126837 there is There, an interface is formed between first and second layers or zones of the same polymerizable liquid. A first layer or zone (sometimes referred to as a "dead zone") contains an inhibitor of polymerization (at least in an amount that inhibits polymerization), and in a second layer or zone, polymerization is no longer substantially inhibited. To the point where the inhibitor is depleted (or otherwise not incorporated or permeated therein). The first zone and the second zone do not form a strict interface between each other, but rather a gradient of composition between them, which can also be viewed as an interphase formation, as opposed to an abrupt interface. exists, which means that the phases are miscible with each other and between them (also between the three-dimensional object being fabricated and the build surface onto which the polymerizable liquid is irradiated) (partially or completely ) because it creates a gradient of polymerization.
望みはあるが、この技法にはいくつかの限界がある。第1に、一度に1つの材料配合にしか使用できず、この技法で製造可能な物品の物理的特性が大きく制限される。第2に、製造速度は、使用する抑制剤、液相の粘度、及びUV光源出力によって制限される。さらに、物品は依然として樹脂浴に浸されており、残留物を除去するためにプロセスの終わりに洗浄する必要がある。 Despite its promise, this technique has several limitations. First, it can only be used for one material formulation at a time, greatly limiting the physical properties of the articles that can be produced with this technique. Second, the production rate is limited by the inhibitor used, liquid phase viscosity, and UV light source power. Additionally, the article is still submerged in the resin bath and needs to be washed at the end of the process to remove any residue.
現在の付加又は3次元(「3D」)の製造技法による上述の限界を考慮すると、本発明は、製作している物品の次層をフィルム上に高解像度で作り出し、フィルムと物品のそれまでに形成された部分との接触中に対応する光源に曝して、形成物品の次層を製造することによって、3次元物品を製造するための遥かに高速な方法を提供するものである。これは連続シーケンスの製造プロセスであるため、他の技法に比べ、物品の形成速度及び汎用性が向上する。複数の材料を各層で導入することができ、製造プロセスの終わりに洗浄を必要としない。 In view of the aforementioned limitations of current additive or three-dimensional ("3D") manufacturing techniques, the present invention provides the ability to create, on film, the next layer of the article being fabricated at high resolution so that the film and article have the same It provides a much faster method for manufacturing three-dimensional articles by exposing them to corresponding light sources while in contact with the formed portion to produce subsequent layers of the formed article. Because this is a continuous sequence manufacturing process, it increases the speed and versatility of forming articles compared to other techniques. Multiple materials can be introduced at each layer and no cleaning is required at the end of the manufacturing process.
1つの実施形態では、廃棄物を低減し、製造速度を向上させる3D印刷の新たな方法が提供される。材料を非デジタル的にフィルム上に塗布し、余分な材料をデジタル的にレーザで除去し、その後、完全な像を、製作している物体の既存部分(本明細書では「サンプル」とも呼ぶ)と係合させ、非デジタル式UV硬化光源に曝す。デジタル化の唯一の部分は材料除去であり、この部分はレーザで行われるため、印刷の速度及び製造プロセスの堅牢性は、従来の付加的又は3Dの製作技法よりも大幅に改善される。 In one embodiment, new methods of 3D printing are provided that reduce waste and increase manufacturing speed. Material is applied non-digitally onto film, excess material is digitally laser removed, and then a complete image is taken of an existing portion of the object being fabricated (also referred to herein as a "sample"). and exposed to a non-digital UV curing light source. Because the only part of the digitization is material removal, and this part is done with a laser, the speed of printing and robustness of the manufacturing process are vastly improved over conventional additive or 3D fabrication techniques.
本手法に最も適した材料のうちの1つは、材料射出ユニットとサンプル造形ユニットとの間を移動しないことになる高粘度材料であるが、材料粘度が低下すると製造中のサンプルの最終解像度も低下することを考慮しながら、あらゆる材料を使用することができる。 One of the most suitable materials for this technique is a high viscosity material that will not move between the material injection unit and the sample building unit, but as the material viscosity decreases the final resolution of the sample during manufacture also decreases. Any material can be used as long as it degrades.
本発明に従って構成されたネガ型3D印刷システムの1つの実施形態は、フィルム及びローラに基づく塗布システムと、材料再利用ユニットの上部に位置決めされるレーザ射出システムと、フィルムがUV硬化中にサンプルと接触するサンプル造形ユニットを含む。別の任意のユニットは、機械的、化学的、又は光学的(例えば、レーザ)手段、又はこれらの手法のいずれかの組み合わせを用いて動作することのできるサンプル剥離ユニットである。 One embodiment of a negative tone 3D printing system constructed in accordance with the present invention includes a film and roller-based application system, a laser injection system positioned on top of a material recycling unit, and the film being exposed to the sample during UV curing. Contains contacting sample build units. Another optional unit is a sample stripping unit that can operate using mechanical, chemical, or optical (eg, laser) means, or any combination of these approaches.
塗布システムは、複数の方式のいずれかで実装することができる。例えば、1つの実施形態では、塗布システムは、塗布されたフィルムが2つのローラ間を通過するフィルム形成ユニットを備えたシリンジを含むことができる。使用可能な他の塗布手法は、従来のスクリーン印刷、ディスペンサユニット(複数可)印刷、マイクログラビア塗布、スロットダイ塗布、インクジェット印刷、又はローラ塗布を含むことができる。 The application system can be implemented in any of several ways. For example, in one embodiment, the coating system can include a syringe with a film forming unit through which the coated film passes between two rollers. Other coating techniques that can be used can include conventional screen printing, dispenser unit(s) printing, micro gravure coating, slot die coating, inkjet printing, or roller coating.
塗布は、例えば、溶媒の蒸発又は酸化を防止し、後の再利用のために材料廃棄物を最小限に抑えるため、制御された環境で行うことができ、一部の実施形態では、閉ループで実装することができ、ここでは、フィルム上に塗布される材料は、再利用ユニットを通過し、サイクルごとにそれまで未使用の部分への僅かな材料の追加を伴う。 Application can be done in a controlled environment, in some embodiments in a closed loop, to prevent evaporation or oxidation of the solvent, for example, and to minimize material waste for later reuse. It can be implemented, where the material applied onto the film passes through a recycling unit, with each cycle adding a small amount of material to the previously unused portion.
塗布システムは、場合により、複数材料の3D印刷をサポートすることができる。 The application system can optionally support multi-material 3D printing.
ネガ型デジタル式レーザ射出システムは、フィルム表面から材料のネガ像を射出させるのに十分なエネルギを備えたパルスレーザを含むことができる。そのような目的のために採用できるレーザは、赤外(IR)レーザ、紫外(UV)レーザ、炭酸ガス(CO2)レーザなどを含むことができる。 A negative working digital laser projection system can include a pulsed laser with sufficient energy to project a negative image of the material from the film surface. Lasers that can be employed for such purposes can include infrared (IR) lasers, ultraviolet (UV) lasers, carbon dioxide (CO 2 ) lasers, and the like.
材料の転写に用いるフィルムは、フィルム上の被覆の有無を問わず、透明なフィルムである、少なくとも使用されるレーザの波長に対して透明な(又はそれに近い)透明フィルムである必要がある。使用できる透明フィルムの例は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、二軸延伸ポリプロピレン(BOPP)、ポリイミド(PI)などである。 The film used for material transfer, with or without a coating on the film, should be a transparent film, at least transparent (or nearly so) to the wavelength of the laser used. Examples of transparent films that can be used are polyethylene terephthalate (PET), biaxially oriented polypropylene (BOPP), polyimide (PI), and the like.
フィルムの被覆は、フィルムから材料再利用システムへの材料射出を強化するために使用される。そのために、レーザ波長で吸収し、ネガ型レーザ射出システムへの曝露でデジタル的に透明な領域を作り出す添加物を有する金属又は他のポリマ被覆を使用することができる。 Film coatings are used to enhance material injection from the film into the material recycling system. To that end, metal or other polymer coatings with additives that absorb at the laser wavelength and create areas that are digitally transparent upon exposure to a negative laser emission system can be used.
上述したように、本システムを用いた3D印刷に使用できる材料リストは非常に幅広く、可能な材料の全てを詳細に列挙することは現実的でない。例として、可能な材料は、UV硬化性モノマ及びポリマ、ビスコース又は感受性材料、アクリレート、エポキシ、ウレタン、接着剤、ペースト等、並びにセラミック、金属、有機添加剤、繊維強化剤などの添加物を有するUV硬化性モノマ及びポリマ、又はUV硬化性ワックスを有するUV/可視光硬化性材料配合物とすることができる。 As mentioned above, the list of materials that can be used for 3D printing with this system is very wide and it is impractical to list all possible materials in detail. By way of example, possible materials include UV curable monomers and polymers, viscose or sensitive materials, acrylates, epoxies, urethanes, adhesives, pastes, etc., and additives such as ceramics, metals, organic additives, fiber reinforcements, etc. UV curable monomers and polymers with UV curable waxes, or UV/visible light curable material formulations with UV curable waxes.
本システムは、光で硬化する又は部分的に硬化する低粘度又は高粘度の材料に使用でき、また、UV硬化性末端の有無を問わず、セラミック及び金属のペースト、はんだペースト(エポキシ系又はウレタン系)、又はシリコーン系材料など、熱で硬化する材料に使用することも可能である。反応は、光によって、熱によって、又は他の触媒(Pt、OHなど)によって、或いはこれらのメカニズムの組み合わせによって進行することができる。 The system can be used for low or high viscosity light curable or partially curable materials, ceramic and metal pastes, solder pastes (epoxy or urethane), with or without UV curable ends. It can also be used for materials that cure with heat, such as silicone-based materials) or silicone-based materials. Reactions can proceed by light, by heat, by other catalysts (Pt, OH, etc.), or by a combination of these mechanisms.
本システムは、高感度材料の3D印刷、例えば、生体適合性材料の3D印刷にも使用することができる。また、室温又は高温(多少の調整を伴う)での熱可塑性材料の3D印刷にも使用することができる。 The system can also be used for 3D printing of sensitive materials, for example 3D printing of biocompatible materials. It can also be used for 3D printing of thermoplastic materials at room temperature or high temperature (with some adjustments).
本システムの実施形態で使用する硬化システムは、デジタルプロセスではなく、従って境界範囲の硬化手段を採用することができる。例えば、IR又は他の熱硬化システム(後処理として)と同様に、UV又は可視光硬化システムを使用することが可能である。また、硬化反応に化学的潜在性の触媒を使用することも可能である。 The curing system used in embodiments of the present system is not a digital process and therefore borderline curing means may be employed. For example, it is possible to use UV or visible light curing systems, as well as IR or other thermal curing systems (as post-treatments). It is also possible to use chemically latent catalysts for the curing reaction.
一例として、基本的なUV配合物は、アクリレート、エポキシ、ウレタン、及び他のUV又は光感受性材料などのモノマ及びポリマを、光感受性開始剤又は/及び共開始剤又は増感剤、例えば、アセトフェノン、チオキサントン、ホスフィン酸化物、ヨードニウム及びスルホニウム塩などと共に使用することができる。 As an example, basic UV formulations combine monomers and polymers such as acrylates, epoxies, urethanes, and other UV or photosensitive materials with a photosensitive initiator or/and coinitiator or sensitizer, such as acetophenone. , thioxanthones, phosphine oxides, iodonium and sulfonium salts, and the like.
サンプル剥離システムの構成は、フィルムの化学的性質に依存すること、硬化後に何らかのレーザアブレーション又は上面の洗浄を伴うこと、及び/又は機械式システムとすることができる。複数の手法のいずれかを使用することができ、例えば、Y軸に向けた低角度剥離を提供するシステム(例えば、フィルムをサンプルから小角度で離れるように動かすことによる)、又は2つのZ軸、1つはフレーム(フィルムを保持する)に対する軸、もう1つはサンプルに対する軸を提供するシステム、又はサンプルからフィルムを剥離するために音響振動を提供するシステムを使用できる。 The configuration of the sample release system can depend on the chemistry of the film, involve some laser ablation or cleaning of the top surface after curing, and/or be a mechanical system. Any of a number of approaches can be used, such as a system that provides a low angle peel toward the Y axis (e.g., by moving the film away from the sample at a small angle), or two Z axes. , one that provides an axis for the frame (which holds the film) and one for the sample, or a system that provides acoustic vibrations to peel the film from the sample.
本発明のこれら及び他の実施形態について、以下で詳細に説明する。
本発明は、非限定的で例示的に、添付図面の図に示される。
These and other embodiments of the invention are described in detail below.
The invention is illustrated, by way of non-limiting example, in the figures of the accompanying drawings.
本発明は、高解像度で液体の重合性材料から固体の3次元物体を製作するための方法及び装置に関する。1つの実施形態では、本発明に従って構成されたシステムは、初期に重合性液体を塗布したフィルムのネガ像を高解像度でレーザ射出するステップと、フィルムとサンプルの接触中に対応する光源にその像を曝すステップとを採用して、サンプルの次層を製造する。これは連続シーケンスの製造プロセスであるため、従来の3D印刷プロセスに比べ、3D物体の形成速度及び汎用性が向上する。しかしながら、本発明を詳細に説明する前に、その概要を提示することが役立つ。図1は、そのような概要を提供し、本発明に従って構成されたシステム100のいくつかの構成要素:フィルムに材料を塗布するステップ10と、余分な材料を回収システム内へ除去するステップ12と、塗布されたフィルムをサンプルとの接触中に非デジタル式硬化システム(UV又は熱に基づく)に曝すステップ14と、を示している。
The present invention relates to methods and apparatus for fabricating solid three-dimensional objects from liquid polymeric materials at high resolution. In one embodiment, a system constructed in accordance with the present invention includes the steps of lasering at high resolution a negative image of a film initially coated with a polymerizable liquid, and applying the image to a corresponding light source during contact between the film and the sample. to produce the next layer of the sample. Because this is a continuous sequence manufacturing process, it increases the speed and versatility of forming 3D objects compared to conventional 3D printing processes. However, before describing the invention in detail, it is helpful to present an overview thereof. FIG. 1 provides such an overview, showing some components of a
所望の像のネガ画像を取り扱うことにより、本発明のいくつかの重要な基本的特徴が明らかになる。第1に、塗布プロセスに起因する材料の余剰分を再利用することができ、サンプル構築プロセス中に有意な廃棄物が生じない。第2に、支持材が不要である(ただし、後述するように、支持材の使用は選択肢として残る)。硬化及び接触の間、ネガ画像はフィルムによりその上面で支持されるので、ほとんどの場合、支持材が不要となる。構造によっては、付加的な支持を必要とする又はそれから利益を得る可能性があるので、本発明はそのような選択肢を考慮に入れる。第3に、本発明に従って構成されたシステムは、射出と造形が2つの異なる領域で行われ、それらのプロセスを同時に行うことができるので、非常に高速度で印刷する能力を有する。印刷速度の主な制約は、硬化プロセス又はネガ印刷時間のいずれかであるが、これら個々のプロセスのタイミングは加法的ではなく、つまりは、硬化時間とネガ印刷時間の加法的な組み合わせによって全体としての印刷速度が制限されることはない。また、硬化プロセスがデジタル的ではないため、硬化に用いるUV光源に対する制約も従来の3D印刷プロセスよりも少ない。 By dealing with the negative image of the desired image, some important basic features of the invention become apparent. First, the surplus of material resulting from the application process can be reused and no significant waste is generated during the sample construction process. Second, no support material is required (although the use of a support material remains an option, as discussed below). During curing and contact, the negative image is supported on its upper surface by the film, eliminating the need for a support material in most cases. Some structures may require or benefit from additional support, and the present invention allows for such options. Third, systems constructed in accordance with the present invention have the ability to print at very high speeds because injection and shaping are done in two different areas and the processes can occur simultaneously. The main constraint on printing speed is either the curing process or the negative printing time, but the timing of these individual processes is not additive, i.e. the additive combination of curing time and negative printing time as a whole print speed is not limited. Also, because the curing process is not digital, the UV light source used for curing is less constrained than traditional 3D printing processes.
ネガ印刷ユニットは、材料のネガ像をフィルム表面から回収ユニットへ射出するのに十分なエネルギを有するパルスレーザを備えたレーザ支援堆積/レーザ分注システムとすることができる。レーザは、UV、IR、CO2、又は何らかの他のレーザとすることができる。 The negative printing unit can be a laser assisted deposition/laser dispensing system with a pulsed laser having sufficient energy to project a negative image of the material from the film surface into the collection unit. The laser can be UV, IR, CO2 , or some other laser.
印刷ユニットがレーザ支援堆積/レーザ分注システムである場合、均一に塗布された基材は、システムの堅牢性において重要な役割を持つ。それゆえ、印刷ユニットの前に付加的な塗布システムが追加される。この塗布システムは、マイクログラビア・コータ又はスロットダイ・コータ又はローラ塗布システムに基づく塗布システムなど、従来の塗布システムとすることができる。また、スクリーン印刷に基づく塗布システム、ディスペンサ、又はインクジェットシステムとすることもできる。本発明の1つの実施形態では、塗布システムは、図4に示すようにシリンジ及び間隙システムに基づくことができる。このようなシステム400では、材料402がシリンジ404から基材406に分注され(例えば、シリンジから基材の上に材料を駆動する空気ポンプ又は機械式ポンプによって)、塗布された基材408は、明確に規定された間隙410に向かって移動し(例えば、モータ駆動のローラ又は他のアクチュエータによって)、そこを通過する。間隙は、図4に示すように、ブレード又は他の種類の障壁で、或いは互いに近接配置された2つの円柱(例えば、ローラ)で規定することができる。
If the printing unit is a laser-assisted deposition/laser dispensing system, a uniformly coated substrate plays an important role in system robustness. An additional coating system is therefore added before the printing unit. The coating system can be a conventional coating system such as a coating system based on a microgravure coater or a slot die coater or a roller coating system. It can also be an application system based on screen printing, a dispenser or an inkjet system. In one embodiment of the invention, the application system can be based on a syringe and gap system as shown in FIG. In such a
間隙410を通過した後には、材料の均一層412が基材上に形成され、レーザ支援堆積/レーザ分注システム414は、塗布された基材から材料回収システムへ材料を射出することができる。塗布された基材416は、レーザ支援堆積/レーザ分注システム414から硬化ステーション418に移動し、UV光及び/又は熱の存在下で受入基材420と接触し、それによって、製作さている物品の新たな層に対する材料を硬化させる。
After passing through the
本発明の他の実施形態では、塗布システムはスクリーン印刷モジュールを含むことができ、その場合、明確に規定された孔を備えたフィルムのスクリーン又はステンシル上に、ブレード又はスキージを用いて材料が塗布され、材料がソフト又はハードな係合で基材に転写される。代わりに、塗布システムは、材料をキャリア基材に印刷するためのディスペンサ又はインクジェットヘッドを含むことができる。或いは、塗布システムは、材料の高度に均一な層を基材に塗布するグラビア又はマイクログラビア・システムとすることができる。さらに別の実施形態では、塗布システムは、材料の高度に均一な層を基材に塗布するスロットダイ・システムとすることができる。或いは、塗布システムは、材料の高度に均一な層を基材に塗布するローラ塗布システムとすることができる。 In other embodiments of the present invention, the coating system can include a screen printing module, where the material is coated using a blade or squeegee onto a screen or stencil of film with well-defined holes. and the material is transferred to the substrate in soft or hard engagement. Alternatively, the application system can include a dispenser or inkjet head for printing the material onto the carrier substrate. Alternatively, the application system can be a gravure or microgravure system that applies a highly uniform layer of material to the substrate. In yet another embodiment, the application system can be a slot die system that applies a highly uniform layer of material to the substrate. Alternatively, the coating system can be a roller coating system that applies a highly uniform layer of material to the substrate.
本発明のこれらの及び/又は他の実施形態のいずれにおいても、制御された環境(温度、圧力など)を備えた閉鎖区画内に塗布システムを配置して、印刷材料からの溶剤の蒸発を防ぎ又は材料の酸化を防ぎ、それによって材料のポットライフを延ばすことができる。 In any of these and/or other embodiments of the invention, the coating system is placed in an enclosed compartment with a controlled environment (temperature, pressure, etc.) to prevent solvent evaporation from the print material. Or the oxidation of the material can be prevented, thereby extending the pot life of the material.
本発明の一部の実施形態では、塗布システムは2以上の材料を収容する。これにより、制御された順序で中間基材(例えば、図4の基材406などのフィルム)の上に複数の材料を印刷する可能性が生み出され、最終基材(例えば、図4の受入基材420)の上に2以上の材料を印刷することが可能となる。
In some embodiments of the invention, the application system contains two or more materials. This creates the possibility of printing multiple materials onto an intermediate substrate (e.g., a film such as
本発明の1つの実施形態では、塗布システムの中間基材は、コータローラ間の間隙を広げながら、制御された方法で前方及び後方に(中間基材に材料を付与する観点から)並進可能であり、ローラの汚染なしに中間基材の同じ領域を印刷材料で複数回再塗布する可能性を与える。また、このようなプロセスは、初期印刷プロセス中に消費される中間基材の量を低減し(又は排除し)、浪費を防止する。 In one embodiment of the invention, the intermediate substrate of the coating system is translatable forward and backward (in terms of applying material to the intermediate substrate) in a controlled manner while increasing the gap between the coater rollers. Yes, giving the possibility of recoating the same area of the intermediate substrate multiple times with printing material without contamination of the roller. Also, such a process reduces (or eliminates) the amount of intermediate substrate consumed during the initial printing process, preventing waste.
一部の実施形態では、中間基材上に塗布された材料の現在の均一層が印刷ユニットにおける印刷によって(完全に又は部分的に)消費された後、中間基材は、次の印刷プロセスのために、再塗布のために塗布システムにループして戻る、又は新たな均一塗布層を付与するために塗布システムに並進して戻ることができる。 In some embodiments, after the current uniform layer of material applied on the intermediate substrate has been consumed (completely or partially) by printing in the printing unit, the intermediate substrate is ready for the next printing process. To do so, one can loop back to the coating system for recoating or translate back to the coating system to apply a new uniform coating layer.
印刷に使用されるフィルム(又は他の中間基材)は、金属(又は他の)被覆の有無を問わず、レーザ波長に透明な基材とすることができる。そのようなフィルム(基材)の例は、PET、BOPP、PIなどである。レーザ波長で吸収し、ネガ型レーザ噴出システムへの曝露でデジタル的に透明な領域を作り出す添加物(複数可)を有する金属又はポリマ被覆で、このフィルムを被覆することができる。 The film (or other intermediate substrate) used for printing can be a substrate transparent to the laser wavelength, with or without a metallic (or other) coating. Examples of such films (substrates) are PET, BOPP, PI and the like. This film can be coated with a metal or polymer coating with additive(s) that absorb at the laser wavelength and create areas that are digitally transparent upon exposure to a negative tone laser firing system.
本発明に従って構成されたシステムで使用可能な印刷用材料の中には、何らかの液体又はペースト材料がある。しかしながら、本発明のシステムの利点は主に、他の方法では高解像度で適切に印刷できない高粘性材料が採用される場合に存在する。例えば、UV光/可視光硬化性材料配合物、並びにビスコース又は感光材料のUV硬化性モノマ及びポリマを、本発明に従って構成されたシステムを用いて印刷することができる。本発明に従って構成されたシステムで印刷できる他の材料は、UV硬化又は熱硬化のいずれかを用いるアクリレート、エポキシ、ウレタン、接着剤、ペースト、又はインクである。本発明に従って構成されたシステムで印刷できるさらに別の材料は、セラミック、金属、有機添加剤、繊維強化剤などの添加物を含むUV硬化性モノマ及びポリマである。また、UV硬化性ワックス、光によって硬化する又は部分的にでも硬化する低粘度又は高粘度の材料、UV硬化性末端の有無を問わず熱又は他の触媒(Pt、OHなど)によって反応が開始されるエポキシ系、ウレタン系、又はシリコーン系の材料、セラミック及び金属のペースト、及び半田ペースト、生体適合性材料、並びに熱可塑性材料(室温で又は環境温度の調整による高温で)は全て、本発明に従って構成されたシステムで印刷することができる。可能性のある基本的な配合及びメカニズムでは、アクリレート、エポキシ、ウレタン、或いは他のUV又は光感受性材料のモノマ及びポリマを、例えばアセトフェノン、チオキサントン、ホスフィン酸化物、ヨードニウム及びスルホニウム塩などの感光性開始剤又は/及び共開始剤又は増感剤と共に使用することができる。 Among the printing materials that can be used in systems constructed in accordance with the present invention are any liquid or paste materials. However, the advantage of the system of the present invention exists primarily when highly viscous materials are employed that otherwise cannot be properly printed at high resolution. For example, UV light/visible light curable material blends and UV curable monomers and polymers of viscose or photosensitive materials can be printed using a system constructed according to the present invention. Other materials that can be printed with a system constructed in accordance with the present invention are acrylates, epoxies, urethanes, adhesives, pastes, or inks using either UV curing or heat curing. Still other materials that can be printed with systems constructed in accordance with the present invention are UV curable monomers and polymers, including additives such as ceramics, metals, organic additives, fiber reinforcements, and the like. Also UV curable waxes, low or high viscosity materials that cure or even partially cure with light, reactions initiated by heat or other catalysts (Pt, OH, etc.) with or without UV curable ends Epoxy-, urethane-, or silicone-based materials, ceramic and metal pastes, and solder pastes, biocompatible materials, and thermoplastic materials (at room temperature or at elevated temperatures by adjusting the ambient temperature) are all suitable for use in the present invention. can be printed on a system configured according to Possible basic formulations and mechanisms involve combining monomers and polymers of acrylates, epoxies, urethanes, or other UV or photosensitive materials with photosensitive initiators such as acetophenones, thioxanthones, phosphine oxides, iodonium and sulfonium salts. agent or/and co-initiator or sensitizer.
図2は、本発明の1つの実施形態に従って構成されたシステム200を示す。このシステムでは、材料202は先ず、塗布システム206、例えば上述したようにシリンジ及び間隙システムを用いるものによって、透明基材204の上に分注される。材料が塗布された基材208は、ネガ印刷ユニット210に供給され、そこでは、塗布された基材から余分な材料(すなわち、サンプルに付加されない塗布材料の部分)を除去する(例えば、レーザ射出を介して)ことによって、サンプルに付加される層のネガ像が作り出される。図示するように、この余分な材料を材料再利用システム212で集めて、再利用のために塗布システム206に戻すことができる。図示するように、塗布された基材上に残る材料214は、硬化システム(例えば、UV硬化システム)216及び/又は画像化システムに供給され、サンプル220との接触中にUV硬化及び/又は乾燥を使用できるサンプル造形ユニット218にほどなく到着する。材料がサンプル(すなわち、受入基材222上に配置される、製造中の物品のそれまでに形成された部分)と接触している間に硬化/乾燥させることによって、サンプルの次層がその上に直接印刷される。次に、サンプル剥離システム224は、搬送基材204からのサンプル220の剥離を達成する。
FIG. 2 shows a
図3a~3mは、印刷プロセス全体に関係する様々なステップを詳細に示している。先ず図3aを参照すると、ネガ射出プロセス300が示される。材料の層302は、中間基材(例えば、フィルム又はホイル)304上に塗布されている。材料の又は金属被覆フィルムのレーザ吸収特性を利用して、塗布された基材から(サンプルに印刷される次層の)像のネガを射出するために、レーザ306が使用される。射出された材料308は、材料回収ユニット312(複数の材料が使用されている場合は、複数のユニット)に集められ(310)、この材料は後で再利用できる(図3a及び3b)。像材料314のセグメントだけが、さらなる使用のためにフィルム304上に留まる(図3c)。
Figures 3a-3m detail the various steps involved in the overall printing process. Referring first to FIG. 3a, a
随意的に、図3dに示すように、サンプルとの接触前にフィルム上の像材料314を低出力UV光316又は温度に曝すことができる。一部の材料、主に液体材料は、例えば印刷解像度の激しい低下を避けるために、このような接触の前に高精細度の像材料境界を必要とするので、この処置により、材料像314の部分の境界を明確に規定することができる。このようなプロセスにおいて、UV部分硬化ステーション318は、UV光源316からのUV光326が材料層314に入射することになる作業空間324に不活性ガス(例えば、Ar、CO2、He、Neなど)322を導入するためのガス拡散システム320を含むことができる。不活性ガスは、1又は2以上のガス入口328から流入し、拡散器330を通り作業空間324に向かって流出する。ガス圧ホモジナイザを用いて、システムの全体に亘って一定の圧力を確保することができる。
Optionally, the
好ましくは、中間基材304は、薄い金属ホイル、例えば20nm厚のTi層で被覆される。金属ホイルの層は、存在する場合にUV光326の透過を実質的に減少させることになり、中間基材214との接触領域に近い材料層314の縁部だけを確実に硬化又は部分硬化させる。一例として、20nm厚のTi層は、中間基材314の非保護領域が透過させるUV光326のおよそ10分の1しか透過させない。例えばレーザアブレーション又は他のプロセスなどにより、金属ホイルが除去された領域では、UV光326は材料層314のセグメントの縁部に入射することになり、この場合も、これらの縁部だけが硬化又は部分硬化することが保証される。材料層314のセグメントの望まれない硬化又は過剰硬化を防止するための付加的な予防手段として、ガス拡散システム320は、UV光326が材料層314のセグメントに向かって反射しないように、無反射材料で作製することができる。
Preferably, the intermediate substrate 304 is coated with a thin metal foil, eg a 20 nm thick Ti layer. The layer of metal foil, if present, will substantially reduce the transmission of
拡散器を通してポンプ圧送される不活性ガス322の存在により、作業空間324からあらゆる酸素がパージされる。この作業空間領域の厚さは、拡散器330を通して押し込まれる際のガス圧に関係する。酸素がパージされた作業空間の領域に材料層314のセグメントを維持した状態で、UV硬化システムは次に、UV光源316からのUV光326へ曝すことによって、これらのセグメントの底部及び縁部を硬化させる。
The presence of inert gas 322 pumped through the diffuser purges any oxygen from working
図3e及び3fは、フィルム304(すなわち、フィルム上にある塗布材料314のセグメント)とサンプルとの接触前及び接触後の図を提示するが、図3gはサンプルのUV露光及び造形を示す。この段階では、UV露光又は高温への曝露のいずれかを用いて、サンプルへの材料転写を達成することができる(このような場合、カプトンなどの被覆ポリイミドフィルムを使用することができる)。図示のように、フィルム304を受入基材334が存在する領域に至らせて、受入基材(又は、存在する場合にはサンプルの既存の層)をフィルム上の塗布材料314のセグメントと接触させる(例えば、受入基材が存在する状態を持ち上げることによって)。次に、塗布材料314のセグメントをUV光源338からのUV光336への曝露によって硬化させる。これは、上述と同じUV光源でもよいし、異なるUV光源でもよい。UV光336(及び/又は熱)への曝露は、塗布材料のセグメントを硬化させて、サンプル(すなわち、製作中の物体)の新たな層340のセグメントを形成する。
Figures 3e and 3f present views before and after contact between the film 304 (ie, the segment of
硬化後、サンプルはフィルム304に(新たに硬化した層340のセグメントを介して)結合したままである。従って、剥離機構を設けることが好ましい。そのために、図3h~3jに示すように、フィルム304の金属被膜がたった今硬化した材料の下に残っており、レーザ波長吸収及びサンプル剥離に使用できるので、レーザ自体(ネガ印刷に使用される)306をサンプル剥離ユニットとして使用することが可能である。レーザ306は、新たに硬化した層340のセグメントが存在する位置を照射し、このような分離を可能にする。また、レーザを用いて、サンプル剥離中にフィルム304から剥がれた可能性のある金属残渣342をサンプルから取り除き(図3k)、サンプル上に存在する清浄な硬化層340を残すことができる(図3l)。いくつかの層340を印刷した結果350を図3mに示す。
After curing, the sample remains bonded to film 304 (via segments of newly cured layer 340). Therefore, it is preferable to provide a peeling mechanism. Therefore, as shown in Figures 3h-3j, the metal coating of the film 304 remains under the just-cured material and can be used for laser wavelength absorption and sample release, so the laser itself (used for negative printing) 306 can be used as a sample stripping unit. A
図4~7は、本発明の方法を実行するためのシステムの構成例を示す。本発明の1つの実施形態では、1つの材料だけを供給して一層だけを印刷する。図4は、そのような構成を示す。材料402をフィルム406上に塗布し、レーザシステム414がネガ像を除去し、複数のサンプル420が移動して順次フィルム406と接触する。材料416は接触中に硬化し、新たなサンプルが古いサンプルに置き換わる。
FIGS. 4-7 show configuration examples of systems for carrying out the method of the present invention. In one embodiment of the invention, only one layer is printed with only one material supplied. FIG. 4 shows such an arrangement.
図5は、図4に示した構成の3Dバージョンを示す。この場合は、同じサンプル520をフィルム406に繰り返し接触させ、そのたびに、新たな層522a、522bなどをサンプルに付加(印刷)する。硬化は、サンプルの上部がフィルム上の新たな層524の材料と接触している間に行われる。しかしながら、フィルム上の材料とサンプルとが直接接触していない場合、フィルムからサンプルへの転写が行われないことに留意する必要がある。従って、転写は、フィルム上にある材料の各単位の面積と、サンプルの表面構造に依存する。
FIG. 5 shows a 3D version of the configuration shown in FIG. In this case, the
この問題を克服する1つの方法は、フィルム406と接触し、ひいてはフィルム上の全ての材料524をサンプルに転写することになる支持材602を加えることである。図6は、全ての材料をフィルムからサンプルに集めるために、支持材602を使用する方法を示す。
One way to overcome this problem is to add a
図7は、支持材を用いた3Dネガ印刷用のオプションユニット702の使用法を示す。オプションユニット702は、硬化中にフィルム406と接触することになるサンプル高さを均一にするために、支持材704を機械的に(例えば、シリンジ706を介して)注入する。サンプル520は、硬化位置710と層間の支持材注入位置712との間を前後方向に移動する。
FIG. 7 illustrates the use of
本発明の実施形態に従って構成されたシステムのさらに高度な構成は、複数材料の3D印刷に関するものである。このような場合、複数の塗布ユニットを配置して転写フィルム(複数可)に異なる材料を供給し、異なる材料をフィルム(複数可)に塗布し、各材料それぞれに対するネガ像をフィルム(複数可)から除去し、材料をサンプルに接触させて、そこへ転写する。図8A~8Bは、第2の材料804を含む基材802と、第1の材料314を既に有するサンプル334との接触前及び接触後の図を示す。異なる材料のネガ像は適合性があるので、同じ層で共存することができる。
A more advanced configuration of systems configured in accordance with embodiments of the present invention relates to multi-material 3D printing. In such cases, multiple application units may be arranged to supply different materials to the transfer film(s), apply the different materials to the film(s), and apply a negative image for each material to the film(s). and the material is brought into contact with the sample and transferred to it. 8A-8B show views of a substrate 802 containing a
フィルム自体は、透明な粘着防止ホイルとすることができる。例えば、硬化後にフィルムからのサンプルの容易な剥離を保証するために、PTFE又はPFE、或いは他の粘着防止ホイルを使用することができる。図9a~9bは、フィルム902の粘着防止特性に基づく剥離プロセスの前後の図を示す。サンプル剥離に関するこの手法は、上述のレーザ剥離機構を補完する手法とすること、又は使用される唯一の剥離機構とすることができる。 The film itself can be a transparent anti-stick foil. For example, PTFE or PFE or other anti-stick foils can be used to ensure easy release of the sample from the film after curing. 9a-9b show views before and after the peeling process based on the anti-stick properties of the film 902. FIG. This approach to sample detachment may be complementary to the laser detachment mechanism described above, or may be the only detachment mechanism used.
サンプル剥離に関するさらに別の手法は、主として機械的な手法とすることができる。図10は、上述の剥離機構と共に又はそれなしで機能することのできる機械式剥離システム1002を示す。複数の機械的手法のいずれかを使用することができる。例えば、フィルム406をサンプル1004から小角度で離れるように動かすことによる、「Y」軸に向けた低角度剥離を使用することができる。代わりに、2つのZ軸、1つはフレーム(フィルム406を保持する)に対する軸、もう1つはサンプル1004に対する軸を使用することができる。別の手法として、音響振動を用いてサンプル1004からフィルム406を剥離することが考えられる。
Yet another approach to sample detachment can be primarily mechanical. FIG. 10 shows a mechanical stripping
図11は、本発明の実施形態に従って構成されたシステムの1つの付加的な特徴である、材料再利用システム1102を示す。廃棄物を低減するために、ネガ像印刷は、未使用の材料を集め、それを塗布ユニット1104に再び注入するトレイ又は他の輸送手段の上方で行うことができる。
FIG. 11 illustrates one additional feature of systems constructed in accordance with embodiments of the present invention,
上述の図には、様々なシステムの動作を制御する1又は2以上のユニットが示されていない。当業者であれば、多くの場合に制御装置又は類似名で呼ばれるこのようなユニットは、塗布システム、ネガ印刷ユニット、材料再利用システム、硬化システム(複数可)及びサンプル剥離システムの要素に信号を発することによって上述のプロセスを実行するようにプログラム可能な、プロセッサベースのユニットであることを理解できる。場合により、これらの信号は、エンドエフェクタ、ローラ、レーザ、UV又はIR照明/加熱システム、及び他の要素を作動させて、上述のタスクを実行する。このような制御装置は一般に、本明細書に記載する方法を規定するコンピュータ可読命令(すなわち、コンピュータプログラム又はルーチン)を実行するプロセッサ(複数可)を含み、これらの方法は、非一時的コンピュータ可読媒体上で具体化され実行される。このようなプロセスは、あらゆるコンピュータ言語で表現され、あらゆる適切なプログラマブルロジック・ハードウェア上で実行することができる。これに基づいて又はこれを用いて、本発明の方法を実践することのできるプロセッサベースの制御装置は、典型的には、情報を伝えるためのバス又は他の通信機構と、情報とプロセッサが実行する命令とを格納し、プロセッサが実行する命令の実行中に一時変数又は他の中間情報を格納するためにバスに接続されたRAM又は他の動的記憶デバイスなどのメインメモリと、静的情報とプロセッサに対する命令とを格納するためにバスに接続されたROM又は他の静的記憶デバイスと、を含むことになる。また、ハードディスク又はソリッドステート・ドライブなどの記憶デバイスを含むことができ、情報及び命令を格納するためにバスに接続することができる。対象の制御装置は、場合により、ユーザに情報を表示するためにバスに接続されたディスプレイを含むことができる。そのような場合、英数字及び/又は他のキーを含む入力デバイスも、情報及びコマンド選択をプロセッサに伝達するためにバスに接続することができる。また、カーソル制御デバイスなど、他のタイプのユーザ入力デバイスを含むことができ、方向情報及びコマンド選択をプロセッサに伝達するために、並びにディスプレイ上のカーソル移動を制御するためにバスに接続することができる。 Not shown in the above figures are the unit or units that control the operation of the various systems. Those skilled in the art will appreciate that such units, often referred to as controllers or similar names, provide signals to elements of the coating system, the negative printing unit, the material recycling system, the curing system(s) and the sample stripping system. It can be understood to be a processor-based unit programmable to perform the processes described above by issuing a command. Optionally, these signals activate end effectors, rollers, lasers, UV or IR illumination/heating systems, and other elements to perform the tasks described above. Such controllers generally include a processor(s) executing computer readable instructions (i.e., computer programs or routines) that define the methods described herein, which are non-transitory computer readable embodied and executed on a medium; Such processes may be expressed in any computer language and executed on any suitable programmable logic hardware. A processor-based controller on which or with which the method of the present invention can be practiced will typically include a bus or other communication mechanism for conveying information and a a main memory such as a RAM or other dynamic storage device coupled to the bus for storing instructions to be executed by the processor and for storing temporary variables or other intermediate information during the execution of instructions to be executed by the processor; and a ROM or other static storage device connected to the bus for storing instructions for the processor. It may also include storage devices such as hard disks or solid state drives and may be connected to the bus for storing information and instructions. The target controller may optionally include a display connected to the bus for displaying information to the user. In such cases, input devices including alphanumeric and/or other keys may also be connected to the bus for communicating information and command selections to the processor. Other types of user input devices, such as cursor control devices, may also be included and connected to the bus for communicating directional information and command selections to the processor and for controlling cursor movement on the display. can.
制御装置は、プロセッサに接続された通信インタフェースを含むこともでき、これは、例えばローカルエリアネットワーク(LAN)を介して、制御装置との間で双方向の有線及び/又は無線データ通信を提供する。通信インタフェースは、様々なタイプの情報を表すデジタル・データストリームを伝送する電気信号、電磁信号、又は光信号を送受信する。例えば、制御装置をリモートユニットとネットワーク化して、ユーザが操作するホストコンピュータ又は他の機器へのデータ通信を可能にすることができる。従って、制御装置は、必要に応じて、エラーのトラブルシューティングを支援するための診断情報を含む、メッセージ及びデータをリモートユニットと交換することができる。 The controller may also include a communication interface connected to the processor that provides bi-directional wired and/or wireless data communication with the controller, eg, via a local area network (LAN). . The communication interface sends and receives electrical, electromagnetic or optical signals that carry digital data streams representing various types of information. For example, a controller may be networked with a remote unit to allow data communication to a host computer or other device operated by a user. Accordingly, the controller can exchange messages and data with the remote unit, including diagnostic information to assist in troubleshooting errors, if desired.
以上のように、高解像度で液体の重合性材料から固体の3次元物体を製作するための方法及び装置が説明される。 Thus, a method and apparatus for fabricating solid three-dimensional objects from liquid polymerizable materials at high resolution are described.
200 システム
202 材料
204 透明基材
206 塗布システム
208 材料が塗布された基材
210 ネガ印刷ユニット
212 材料再利用システム
216 UV硬化システム
218 サンプル造形ユニット
220 サンプル
222 受入基材
224 サンプル剥離システム
200
Claims (20)
明確に規定された孔を備えたフィルムのスクリーン又はステンシル上に、ブレード又はスキージを用いて前記材料を塗布し、さらに前記材料をソフト又はハードな係合で前記基材に転写するように構成されたスクリーン印刷モジュールと、
前記材料を前記基材の上に印刷するように構成されたディスペンサと、
前記材料を前記基材の上に印刷するように構成されたインクジェットヘッドと、
前記材料の前記均一層を前記基材に塗布するように構成されたグラビア又はマイクログラビア・システムと、
前記材料の前記均一層を前記基材に塗布するように構成されたスロットダイ・システムと、
前記材料の前記均一層を前記基材に塗布するように構成されたローラ塗布システムと、
前記材料のシリンジと、前記材料を前記シリンジから前記基材の上に送るポンプであって、前記ポンプが、前記塗布された材料をローラ又はナイフの間の間隙に向かって及びそこを通して搬送し、前記間隙で規定される厚さを有する前記材料の前記均一層を前記基材上に作り出す、シリンジ及びポンプと、
のうちの1つを含む、請求項1に記載のシステム。 The coating system includes
It is configured to apply said material with a blade or squeegee onto a film screen or stencil with well-defined holes and to transfer said material to said substrate with soft or hard engagement. a screen printing module;
a dispenser configured to print the material onto the substrate;
an inkjet head configured to print the material onto the substrate;
a gravure or microgravure system configured to apply said uniform layer of said material to said substrate;
a slot die system configured to apply the uniform layer of the material to the substrate;
a roller application system configured to apply the uniform layer of the material to the substrate;
a syringe of said material and a pump for conveying said material from said syringe onto said substrate, said pump conveying said applied material toward and through a gap between rollers or knives; a syringe and pump that produces the uniform layer of the material on the substrate with a thickness defined by the gap;
2. The system of claim 1, comprising one of:
前記塗布された基材をネガ印刷ユニットへ搬送し、そこで材料の余剰分を除去して、前記材料の像を前記基材上に残したままにするステップと、
サンプル造形ユニットにおいて、前記基材上に残る前記材料を係合させ、サンプルとの接触中に硬化させるステップと、
を含む方法。 applying material to a substrate with a printing and application unit to produce a coated substrate having a uniform layer of material thereon;
conveying the coated substrate to a negative printing unit where excess material is removed leaving an image of the material on the substrate;
in a sample build unit, engaging the material remaining on the substrate and curing during contact with the sample;
method including.
空気ポンプ又は機械式ポンプを用いてシリンジから前記基材の上に前記材料の一部を送りし、ローラ又はナイフの間に明確に規定された間隙に向かって及びそこを通して前記基材を並進させ、前記間隙で規定される厚さを備えた前記材料の前記均一層を作り出すこと、明確に規定された孔を備えたフィルムのスクリーン又はステンシルに前記材料を塗布し、ブレード又はスキージを用いて、前記材料をソフト又はハードな係合で前記基材に転写する、スクリーン印刷モジュール、ディスペンサ、インクジェットヘッド、前記材料の前記均一層を前記基材に塗布するグラビア又はマイクログラビア・システム、前記材料の前記均一層を前記基材に塗布するスロットダイ・システム、前記材料の前記均一層を前記基材に塗布するローラ塗布システム、のうちの1つによって作り出される、請求項10に記載の方法。 Said uniform layer of said material comprises:
An air or mechanical pump is used to deliver a portion of the material from a syringe onto the substrate, translating the substrate toward and through a well-defined gap between rollers or knives. creating said uniform layer of said material with a thickness defined by said gap; applying said material to a screen or stencil of film with well-defined holes; using a blade or squeegee; screen printing modules, dispensers, ink jet heads, gravure or microgravure systems for applying said uniform layer of said material to said substrate, which transfer said material to said substrate in soft or hard engagement; 11. The method of claim 10 produced by one of a slot die system that applies a uniform layer to the substrate, a roller coating system that applies the uniform layer of the material to the substrate.
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